无机及分析化学课后答案
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第2章 习题答案
2-1苯和氧按下式反应:
C6H6(l) + 215O2(g) 6CO2(g) + 3H2O(l)
在25℃,100kPa下,0.25mol苯在氧气中完全燃烧放出817kJ的热量,求C6H6的标准摩尔燃烧焓cHm和燃烧反应的rUm。
解: = B1nB = (0.25mol)/( 1) = 0.25mol
cHm=rHm= Hr
= 817 kJ/0.25mol
= 3268 kJmol1
rUm= rHmngRT
= 3268kJmol1(615/2)8.314103298.15kJmol1
= 3264kJmol1
2-3已知下列化学反应的反应热:
(1)C2H2(g) + 5/2O2(g) 2CO2(g) + H2O(g); rHm= 1246.2 kJmol1
(2) C(s) + 2H2O(g) CO2(g) + 2H2(g); rHm = +90.9 kJmol1
(3)2H2O(g) 2H2(g) + O2(g); rHm = +483.6 kJmol1
求乙炔(C2H2,g)的生成热 fHm。
解:反应2(2)(1)2.5(3)为:
2C(s)+H2(g)C2H2(g)
fHm(C2H2,g)=rHm =2rHm(2)rHm(1) 2.5rHm(3)
=[290.9(1246.2) 2.5483.6] kJmol1
=219.0 kJmol1
2-5计算下列反应在298.15K的rHm,rSm和rGm,并判断哪些反应能自发向右进行。
(1) 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)
(3) Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)
解:(1) rHm= [2(393.509) 2(110.525)] kJmol1 = 565.968 kJmol1
rSm= [2213.74 2197.674 205.138] Jmol1K1 = 173.01 Jmol1K1
rGm= [2(394.359) 2(137.168)] kJmol1 = 514.382kJmol1
(3) rHm= [3(393.509) 3(110.525) (824.2)] kJmol1 = 24.8 kJmol1
rSm=[227.28+3213.743197.674 87.4]Jmol1K1 =15.4 Jmol1K1
rGm= [3(394.359) 3(137.168) (742.2)] kJmol1 = 29.6kJmol1
rGm均小于零,反应均为自发反应。
2-8. 计算25℃100kPa下反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的rHm和 r Sm并判断:
(1) 上述反应能否自发进行?
(2) 对上述反应,是升高温度有利?还是降低温度有利? (3) 计算使上述反应自发进行的温度条件。
解:(1) rHm= [393.509635.09+1206.92] kJmol1
=178.32kJmol1
rSm=[213.74+39.7592.9] Jmol1K1
=160.6Jmol1K1
rGm=[178.32298.15160.6103] kJmol1
=130.4kJmol1 0 反应不能自发进行;
(2) rHm0, r Sm0,升高温度对反应有利,有利于rGm<0。
(3) 自发反应的条件为 T rHm/ r Sm
= [178.32/160.6103]K
=1110K
2-10已知下列化学反应在298.15K时的平衡常数:
(1) CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O (g);K1 = 21015
(2) 1/2O2(g) + H2(g) H2O(g); K2 = 51022
计算反应 CuO(s)Cu(s) + 1/2O2(g) 的平衡常数K
解:反应(1) (2)为所求反应,根据多重平衡规则:
K= K1/ K2=21015/51022= 4108
2-11已知下列反应在298.15K的平衡常数:
(1) SnO2(s) + 2H2(g) 2H2O(g) + Sn(s); K1 = 21
(2 ) H2O(g) + CO (g) H2(g) + CO2(g); K2 = 0.034
计算反应 2CO(g) + SnO2(s) Sn(s) + 2CO2 (g) 在298.15K时的平衡常数K
解:反应 (1) +2(2)为所求反应:
K= K1 (K2)2 =210.0342 =2.4102
2-18已知反应 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 在427℃和527℃时的K值分别为1.0105和1.1102,求该温度范围内反应的rHm。
解: 21r2111ΔlnmTTRHKK
15.273527115.2734271molkJ10314.8Δ101.1100.1ln13mr25H
rHm= 3.2102 kJmol1
2-33在301K时鲜牛奶大约4.0h变酸,但在278K的冰箱中可保持48h时。假定反应速率与变酸时间成反比,求牛奶变酸反应的活化能。
解: ln111K27813011KmolJ314.84810.41aE
Ea=7.5104Jmol1=75kJmol1
2-34已知青霉素G的分解反应为一级反应,37℃时其活化能为84.8kJmol1,指前因子A为
4.21012h1,求37℃时青霉素G分解反应的速率常数?
解: RTEaeAk
= 4.21012h1K)3715.273(KmolkJ10314.8molkJ8.841131e
=4.21012h15.21015
=2.2102 h1
第3章 习题答案
3-1在NaOH的标定时,要求消耗0.1 molL1NaOH溶液体积为20~30 mL,问:
(1)应称取邻苯二甲酸氢钾基准物质(KHC8H4O4)多少克?
(2)如果改用草酸(H2C2O4·2H2O)作基准物质,又该称多少克?
(3)若分析天平的称量误差为0.0002g,试计算以上两种试剂称量的相对误差。
(4)计算结果说明了什么问题?
解:(1) NaOH + KHC8H4O4 = KNaC8H4O4 + H2O
滴定时消耗0.1 molL1NaOH溶液体积为20 mL所需称取的KHC8H4O4量为:
m1=0.1 molL120mL103204 gmol1=0.4g
滴定时消耗0.1 molL1NaOH溶液体积为30 mL所需称取的KHC8H4O4量为:m2=0.1
molL130mL103204 gmol1=0.6g
因此,应称取KHC8H4O4基准物质0.4~0.6g。
(2) 2NaOH + H2C2O4 = Na2C2O4 + 2H2O
滴定时消耗0.1 molL1NaOH溶液体积为20和30 mL,则所需称的草酸基准物质的质量分别为:
m1=210.1 molL120mL10-3126 gmol1=0.1g
m2=210.1 molL130mL10-3126gmol1=0.2g
(3) 若分析天平的称量误差为0.0002g,则用邻苯二甲酸氢钾作基准物质时,其称量的相对误差为:
RE1=g4.0g0002.0= 0.05%
RE2=g6.0g0002.0= 0.03%
用草酸作基准物质时,其称量的相对误差为:
RE1=g1.0g0002.0= 0.2%
RE2=g2.0g0002.0= 0.1% (4) 通过以上计算可知,为减少称量时的相对误差,应选择摩尔质量较大的试剂作为基准物质。
3-2有一铜矿试样,经两次测定,得知铜含量为24.87%、24.93%,而铜的实际含量为25.05%。求分析结果的绝对误差和相对误差。
解:分析结果的平均值为:
x=21(24.87%+24.93%) =24.90%
因此,分析结果的绝对误差E和相对误差RE分别为:
E =24.90% 25.05% = 0.15%
Er = %60.0%05.25%15.0
3-3某试样经分析测得含锰百分率为41.24,41.27,41.23和41.26。求分析结果的平均偏差、相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差。
解:分析结果的平均值x、平均偏差d、相对平均偏差、标准偏差s和相对标准偏差分别为:
x=41(41.24+41.27+41.23+41.26) = 41.25
d=41(0.01+0.02+0.02+0.01) =0.015
相对平均偏差 =% 036.0% 10025.41015.0
s=018.01401.002.002.001.02222
相对标准偏差=%044.010025.41018.0